Η επιστήμονας Κέιτ Ανταμάλα δεν θυμάται ακριβώς πότε συνειδητοποίησε ότι το εργαστήριό της στο Πανεπιστήμιο της Μινεσότα εργαζόταν πάνω σε κάτι δυνητικά επικίνδυνο — τόσο επικίνδυνο, που ορισμένοι ερευνητές θεωρούν ότι θα μπορούσε να αποτελέσει υπαρξιακή απειλή για κάθε μορφή ζωής στη Γη.
Ήταν μία από τους τέσσερις ερευνητές που το 2019 έλαβαν επιχορήγηση 4 εκατομμυρίων δολαρίων από το Ίδρυμα Εθνικής Επιστήμης των ΗΠΑ (NSF) για να διερευνήσουν αν είναι δυνατό να παραχθεί μια “κατοπτρική κυψέλη”, στην οποία η δομή όλων των βιομορίων της θα είναι ανεστραμμένη σε σχέση με εκείνη των φυσιολογικών κυττάρων.
Το έργο θεωρήθηκε σημαντικό, επειδή τέτοια ανεστραμμένα κύτταρα —που δεν έχουν υπάρξει ποτέ στη φύση— θα μπορούσαν να ρίξουν φως στις καταβολές της ζωής και να διευκολύνουν τη δημιουργία μορίων με θεραπευτική αξία, αντιμετωπίζοντας πιθανά σοβαρές ιατρικές προκλήσεις, όπως λοιμώξεις και ανθεκτικά μικρόβια. Ωστόσο, ο σκεπτικισμός δεν άργησε να εμφανιστεί.
«Δεν υπήρξε μια στιγμή σαν λάμπα που άναψε. Ήταν ένα αργό βράσιμο μέσα σε λίγους μήνες», είπε η Ανταμάλα, συνθετική βιολόγος. Ο κόσμος άρχισε να κάνει ερωτήσεις, πρόσθεσε, «και νομίζαμε ότι μπορούμε να τις απαντήσουμε, αλλά μετά συνειδητοποιήσαμε ότι δεν μπορούμε».
Οι ερωτήσεις επικεντρώνονταν στο τι θα συνέβαινε αν οι επιστήμονες κατάφερναν να δημιουργήσουν έναν “κατοπτρικό οργανισμό”, όπως ένα βακτήριο από μόρια που είναι κατοπτρικές εκδοχές των φυσικών τους μορφών.
Θα μπορούσε να εξαπλωθεί ανεξέλεγκτα μέσα στο ανθρώπινο σώμα ή στο περιβάλλον, προκαλώντας σοβαρούς κινδύνους για την υγεία και δυνητικά καταστροφικές συνέπειες για τον πλανήτη; Ή θα εξαφανιζόταν απλώς χωρίς να αφήσει ίχνος;
Στη φύση, η δομή πολλών βασικών βιομορίων είναι “δεξιόστροφη” ή “αριστερόστροφη”, αν και δεν είναι σαφές γιατί η ζωή εξελίχθηκε έτσι. Η ιδιότητα αυτή, γνωστή ως χειρομορφία (chirality), ανακαλύφθηκε το 1848 από τον Λουί Παστέρ. Για παράδειγμα, το DNA και το RNA αποτελούνται από δεξιόστροφα νουκλεοτίδια, ενώ οι πρωτεΐνες από αριστερόστροφα αμινοξέα.
Όπως ένα δεξί γάντι δεν μπορεί να φορεθεί στο αριστερό χέρι ή ένα κλειδί να ταιριάξει σε άλλη κλειδαριά, έτσι και οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ μορίων εξαρτώνται από τη χειρομορφία· οι ζωντανοί οργανισμοί χρειάζονται συνεπή μοτίβα χειρομορφίας για να λειτουργούν σωστά.
Σε ένα κατοπτρικό κύτταρο, όλα τα μόρια του θα αντικατασταθούν από τις ανεστραμμένες εκδοχές τους. Αυτή η εξέλιξη είναι ακόμη θεωρητική· ακόμη και η δημιουργία συνθετικού κυττάρου με φυσική χειρομορφία, που να μιμείται τα ζωντανά κύτταρα, δεν έχει επιτευχθεί ακόμη, αν και αποτελεί ενεργό και συναρπαστικό πεδίο έρευνας.
Η Ανταμάλα και άλλες ομάδες εργάζονται ήδη προς αυτή την κατεύθυνση. Οι επιστήμονες μπορούν να δημιουργήσουν πολλά συστατικά από μη ζωντανές πρώτες ύλες και ενδέχεται σύντομα να κατασκευάσουν κανονικά συνθετικά κύτταρα, τα οποία θεωρητικά θα μπορούσαν να δώσουν ζωή σε μονοκύτταρους οργανισμούς, όπως βακτήρια.
Μικρά κατοπτρικά μόρια από μόνα τους δεν αποτελούν κίνδυνο· οι επιστήμονες ήδη δημιουργούν με ασφάλεια πρωτεΐνες και υδατάνθρακες με αντίθετη χειρομορφία, που έχουν φαρμακευτικές εφαρμογές.
Τα πλήρη κατοπτρικά κύτταρα, ωστόσο, παραμένουν εκτός εμβέλειας. Η Ανταμάλα και οι συνάδελφοί της δεν σημείωσαν σημαντική πρόοδο στην κατεύθυνση αυτή. Η πανδημία COVID-19 καθυστέρησε την έρευνα και, πιο κρίσιμα, ανεπίσημες συζητήσεις με άλλους επιστήμονες σε συνέδρια και φόρουμ άρχισαν να δημιουργούν ανησυχία.
«Οι ειδικοί στη βιοασφάλεια, την ανοσολογία και την οικολογία δεν πίστευαν ότι κάτι τέτοιο ήταν εφικτό – το θεωρούσαν επιστημονική φαντασία», είπε.
Ωστόσο, εκείνο που την εξέπληξε περισσότερο ήταν η παρατήρηση ότι «τα κατοπτρικά κύτταρα πιθανότατα θα ήταν εντελώς αόρατα στο ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα».
«Πίστευα ότι το ανοσοποιητικό θα έβρισκε τρόπο να εντοπίσει οποιοδήποτε βιομόριο εισβολέα. Δεν είχα αντιληφθεί πόσο “χειρομορφικό” είναι το ίδιο το ανοσοποιητικό», πρόσθεσε.
Το 2023 και 2024 οι ανεπίσημες συζητήσεις αυτές εξελίχθηκαν σε ομάδα εργασίας 38 επιστημόνων, στην οποία συμμετείχε και η Ανταμάλα. Τον Δεκέμβριο του 2024 η ομάδα δημοσίευσε στο περιοδικό Science ένα άρθρο-«σεισμό» με τίτλο «Αντιμετωπίζοντας τους κινδύνους της κατοπτρικής ζωής», συνοψίζοντας τα ευρήματα μιας έκθεσης 300 σελίδων.
Η έκθεση κατέληξε στο συμπέρασμα ότι τα κατοπτρικά κύτταρα θα μπορούσαν να γίνουν πραγματικότητα μέσα στα επόμενα 10 έως 30 χρόνια, και περιέγραφε τις δυνητικά καταστροφικές συνέπειες αν κατοπτρικά βακτήρια απελευθερώνονταν στο περιβάλλον, ξεφεύγοντας από τους φυσικούς βιολογικούς ελέγχους και δρώντας ως επικίνδυνοι παθογόνοι οργανισμοί.
Έκτοτε, ένας μη κερδοσκοπικός οργανισμός, το Mirror Biology Dialogues Fund, χρηματοδότησε συναντήσεις για τη διαμόρφωση προτάσεων που θα αποτρέψουν την απειλή που θεωρούν ότι μπορεί να προκύψει.
Αν και υπάρχει γενική συμφωνία ότι κατοπτρικοί οργανισμοί, όπως βακτήρια, δεν πρέπει να δημιουργηθούν, υπάρχει έντονη διαφωνία για το ποιοι περιορισμοί πρέπει να τεθούν στην έρευνα.
Σενάρια καταστροφής
Δεκάδες ειδικοί συναντήθηκαν σε διήμερη διάσκεψη στο Μάντσεστερ του Ηνωμένου Βασιλείου, τον Σεπτέμβριο, για να συζητήσουν πού πρέπει να μπουν οι “κόκκινες γραμμές” που θα περιορίσουν έρευνες που ενδέχεται να οδηγήσουν στη δημιουργία κατοπτρικών οργανισμών.
«Υπάρχει η πιθανότητα —με πολύ δουλειά, βέβαια— να δημιουργήσουμε κάτι που θα μπορούσε να αναπτυχθεί ασταμάτητα, να εξαπλωθεί στον πλανήτη και να εκτοπίσει ή να σκοτώσει πολλές μορφές ζωής, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, των ζώων, των φυτών και ακόμη και κάποιων μικροβίων», δήλωσε ο Ντέιβιντ Ρέλμαν, καθηγητής μικροβιολογίας και ανοσολογίας στο Πανεπιστήμιο Στάνφορντ.
Ο Ρέλμαν, όπως και η Ανταμάλα, ήταν από τα πρώτα μέλη της ομάδας εργασίας. «Δεν θέλαμε να φανούμε υπερβολικά κινδυνολόγοι. Ούτε να ακουστούμε σαν τρελοί επιστήμονες», θυμάται. «Ελπίζαμε να βρούμε κάποιον μοιραίο λογικό λάθος στη σκέψη μας, αλλά τελικά το θέμα με κρατούσε ξύπνιο τη νύχτα».
Η ανησυχία τους πηγάζει από το γεγονός ότι, καθώς η φυσική ζωή είναι χειρομορφική, οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ φυσικών οργανισμών και κατοπτρικών βακτηρίων θα ήταν απρόβλεπτες.
Αν και το πρώτο κατοπτρικό βακτήριο θα ήταν πιθανότατα εύθραυστο, θα μπορούσε να επιβιώσει και να πολλαπλασιαστεί υπό τις κατάλληλες συνθήκες, δρώντας όπως ένα εισβολικό είδος χωρίς φυσικούς θηρευτές.
Ο Ρέλμαν πρόσθεσε ότι τέτοια βακτήρια θα μπορούσαν να διαφεύγουν της άμυνας του ανοσοποιητικού, καθιστώντας δύσκολη την εξόντωσή τους. Μόλις εισέλθουν στον άνθρωπο, θα μπορούσαν να πολλαπλασιαστούν μαζικά, προκαλώντας κάτι σαν σηπτικό σοκ.
Τα αντιβιοτικά, τα περισσότερα από τα οποία είναι επίσης χειρομορφικά, πιθανότατα δεν θα είχαν αποτέλεσμα. Θεωρητικά όμως, “κατοπτρικές εκδοχές” αντιβιοτικών θα μπορούσαν να παραχθούν.
Ακόμη κι αν τα εργαστήρια διασφαλίσουν αυστηρή βιοπεριχαράκωση, αυτά τα μέτρα θα παρέμεναν ευάλωτα σε ανθρώπινο λάθος ή κακόβουλη χρήση.
Παρότι τα σενάρια αυτά δεν είναι βέβαια, κανείς δεν έχει καταφέρει να αποκλείσει πλήρως τον κίνδυνο.
«Όσο περισσότερο το εξετάζαμε, τόσο πιο σίγουροι γινόμασταν ότι δεν υπάρχει ασφαλής τρόπος να δημιουργηθεί ένα κατοπτρικό κύτταρο», είπε η Ανταμάλα.
Ο Ρέλμαν χαρακτήρισε την κατοπτρική ζωή ως την πρώτη ρεαλιστική υπαρξιακή απειλή που έχει συναντήσει στην καριέρα του, η οποία περιλαμβάνει τη διερεύνηση των επιστολών με άνθρακα του 2001 και του “Συνδρόμου της Αβάνας”.
Ωστόσο, σημείωσε ότι υπάρχει αισιοδοξία, καθώς, σε αντίθεση με άλλες επικίνδυνες μορφές επιστήμης, η κατοπτρική ζωή δεν υπάρχει ακόμη.
«Υπάρχει πραγματικά η ευκαιρία να μην το επιτρέψουμε, εκτός αν το επιλέξουμε εμείς», είπε.
Οι “κόκκινες γραμμές” και η αυτοσυγκράτηση της επιστήμης
Άλλοι ειδικοί στο Μάντσεστερ προειδοποίησαν ότι πρέπει να αποφευχθούν βιαστικές απαγορεύσεις που θα εμποδίσουν την πρόοδο.
Υπογράμμισαν ότι πρέπει να γίνεται διάκριση μεταξύ έρευνας για μεμονωμένα κατοπτρικά μόρια και έρευνας για κατοπτρικά κύτταρα ή οργανισμούς, ακόμη κι αν και οι δύο κατηγορίες συχνά περιγράφονται με τον ίδιο όρο «mirror life».
Ο Μάικλ Κέι, καθηγητής βιοχημείας στο Πανεπιστήμιο της Γιούτα, που εργάζεται στην ανάπτυξη φαρμάκων με βάση κατοπτρικά μόρια, δήλωσε ότι δεν είναι υπέρ των “κόκκινων γραμμών” που θα απέκλειαν πλήρως έναν τομέα έρευνας.
«Νιώθω ότι είναι υπερβολικά χονδροκομμένα εργαλεία», είπε, αναφερόμενος στις οριζόντιες απαγορεύσεις.
Επειδή ο ανθρώπινος οργανισμός δεν αναγνωρίζει εύκολα τα κατοπτρικά μόρια, αυτά αντιστέκονται στην αποδόμηση και είναι πιο σταθερά, ιδιότητες που τα καθιστούν ιδανικά για φαρμακευτική χρήση. Και επειδή οι κατοπτρικές πρωτεΐνες δεν αυτοαναπαράγονται, δεν ενέχουν τους ίδιους κινδύνους με ένα κατοπτρικό κύτταρο.
Ωστόσο, ο Κέι ανησυχεί ότι, λόγω παρανοήσεων, ο όρος «mirror» θα ταυτιστεί συνολικά με επικίνδυνη έρευνα, περιορίζοντας την καινοτομία.
«Τα κατοπτρικά μόρια είναι αδρανείς χημικές ουσίες με τεράστια οφέλη», εξήγησε. «Βρισκόμαστε στα πρώτα βήματα, αλλά ήδη υπάρχουν σε κλινικές δοκιμές, και τα επόμενα πέντε με δέκα χρόνια θα αποτελούν μεγάλη κατηγορία φαρμάκων».
Η “συνθετική ζωή” χωρίς κατοπτρική δομή
Πολλοί συνθετικοί βιολόγοι, μεταξύ των οποίων η Ανταμάλα, επιδιώκουν να δημιουργήσουν συνθετικό κύτταρο με φυσική χειρομορφία, από μη ζωντανά συστατικά. Στόχος είναι να μιμηθούν τις βιολογικές διεργασίες για να κατανοήσουν πώς προέκυψε η ζωή και να συμβάλουν σε ιατρική, βιομηχανία και περιβάλλον.
«Ένα συνθετικό κύτταρο θα ήταν σαν λειτουργικό σύστημα για τη ζωή — θα μας επέτρεπε να σχεδιάζουμε τη βιολογία με ακρίβεια που δεν έχουμε στα φυσικά κύτταρα», είπε η Ανταμάλα.
Ο Τζον Γκλας του Ινστιτούτου J. Craig Venter εκτίμησε ότι αυτό το επίτευγμα ίσως επιτευχθεί μέσα σε έναν χρόνο. Αν συμβεί, τότε θεωρητικά θα μπορούσε να δημιουργηθεί και κατοπτρικό κύτταρο, χρησιμοποιώντας τις ίδιες μεθόδους αλλά με ανεστραμμένα μόρια.
Ο Γκλας θυμάται ότι οι πρώτες του συζητήσεις το 2024 με τον Ρέλμαν «τον αναστάτωσαν»:
«Με έκανε να αναρωτηθώ αν η δουλειά που κάνω χρόνια θα μπορούσε να επιτρέψει, μια μέρα, την “κατοπτρική αποκάλυψη” που φοβόμαστε», είπε.
Οι περισσότεροι ειδικοί συμφωνούν ότι η δημιουργία συνθετικών κυττάρων με φυσική χειρομορφία είναι ασφαλής, επειδή υπόκειται στους ίδιους φυσικούς ελέγχους.
Ωστόσο, ο Γκλας θεωρεί σαφή “κόκκινη γραμμή” τη δημιουργία κατοπτρικού ριβοσώματος — του βιολογικού μηχανισμού που παράγει πρωτεΐνες στα κύτταρα. Αν φτάσουμε σε αυτό το σημείο, είπε, θα είναι πολύ αργά για έλεγχο.
Αντίθετα, ο Κέι υποστηρίζει ότι η δημιουργία ενός κατοπτρικού ριβοσώματος θα μπορούσε να βελτιώσει τη φαρμακευτική παραγωγή, αλλά παραδέχεται ότι ίσως διευκολύνει υπερβολικά τη δημιουργία κατοπτρικής ζωής.
Επιστημονική αυτοσυγκράτηση
Η Ανταμάλα και οι συνεργάτες της αποφάσισαν να μην ανανεώσουν την επιχορήγησή τους, τερματίζοντας το έργο πάνω στα κατοπτρικά κύτταρα. Αντί αυτού, επικεντρώνονται στη ρύθμιση της σχετικής έρευνας.
Τον Φεβρουάριο του 2025, σχεδόν 100 ερευνητές, χρηματοδότες και πολιτικοί υπέγραψαν δήλωση που ανέφερε ότι «κατοπτρική ζωή δεν πρέπει να δημιουργηθεί, εκτός αν αποδειχθεί πέρα από κάθε αμφιβολία ότι δεν ενέχει σοβαρούς κινδύνους».
«Όλοι συμφωνούμε ότι δεν πρέπει να φτιάξουμε ένα ζωντανό κατοπτρικό κύτταρο. Από εκεί και κάτω, όμως, οι απόψεις διχάζονται για το πού να σταματήσει η έρευνα», είπε η Ανταμάλα.
Ο Ρέλμαν πρόσθεσε ότι οι πρωτοβουλίες αυτές ίσως όχι μόνο αποτρέψουν μια μελλοντική καταστροφή, αλλά και βοηθήσουν στην αποκατάσταση της εμπιστοσύνης του κοινού προς την επιστήμη.
Και έκλεισε με αναφορά στον ήρωα του Jurassic Park:
«Δεν θα ήταν υπέροχο να γίνουμε ο Δρ. Ίαν Μάλκολμ; Να σκεφτόμαστε όχι αν μπορούμε, αλλά αν πρέπει;»
Source link
